Поддержание мышечной функции важно для пожилых людей, чтобы они могли оставаться независимыми.
От гелей, рекрутирующих стволовые клетки, до восстановления гормонального цикла, Трейси Крисвелл имеет большие идеи о том, как бороться с возрастным снижением регенерации мышц.
Трейси Крисвелл не всегда хотела быть ученым. Ее первоначальный интерес был к музыке, особенно к флейте. После того, как она окончила Университет КсавьераОднако, получив степень бакалавра музыкальных искусств, она поняла, что не хочет провести остаток своей жизни, преподавая музыку. Итак, она вернулась в школу, чтобы получить степень по биологии, намереваясь заниматься ветеринарной медициной. Однако на втором курсе у нее появилась возможность работать в лаборатории, что, наконец, вызвало отклик.. «Как только я начал заниматься лабораторной работой, я подумал: «Вот и все. Это то, чему я принадлежу», — сказала она.
Сегодня Крисвелл работает клеточным биологом в Университете Уэйк Форест, где она изучает процессы, регулирующие регенерацию скелетных мышц. С возрастом способность скелетных мышц к регенерации снижается, что приводит к снижению мышечной массы и функций. 1 У пожилых женщин изменения в передаче сигналов гормонов могут играть роль в нарушении регенерации мышц. 2,3 Крисвелл надеется, что ее исследование влиянияВозраст и пол на регенерацию мышц послужат основой для новых методов лечения, которые помогут пожилым людям сохранить подвижность, силу и независимость.
Как вы начали изучать регенерацию скелетных мышц?
Это не было намеренно, но мне кажется, что я всегда оказываюсь там, где должен быть. В аспирантуре я изучал биологию рака и влияние радиации на рак. Во время своей постдокторской стажировки я изучал сигнальные пути клеток, участвующие в развитии рака. К этому моменту у меня было трое маленьких детей, и я решил, что хочу жить рядом с родителями. Итак, я отправил свое резюме в несколько учреждений Северной Каролины, и со мной связался кто-то из Института регенеративной медицины Уэйк Форест (WFIRM). Им нужен был исследователь для работы над проектом скелетных мышц.
Правда в том, что я ничего не знал о скелетных мышцах, когда начинал. К счастью, преподаватели WFIRM, обладающие знаниями в области биологии и физиологии скелетных мышц, взяли меня под свое крыло. Я понял, что скелетные мышцы на самом деле завораживают. Он участвует не только в движении, но и в поддержании температуры тела и метаболизме глюкозы.
Что побудило вас изучить регенерацию мышц в контексте старения?
Еще раз, аспект старения в моем исследовании возник случайно. Я начал работать над моделями компартмент-синдрома, который возникает, когда кто-то повреждает мышцу и ткань пытается набухнуть. Однако мышцы связаны мембранами — почти как термоусадочная пленка — поэтому отек не может никуда уйти, и кровеносные сосуды в конечном итоге перерезаются.
На данный момент процедура фасциотомии, при которой врач делает разрез между мышечными пучками, чтобы уменьшить давление, является единственным методом лечения компартмент-синдрома. Фасциотомия имеет свои последствия, поскольку мышца разрезается, но конечность сохраняется. Мы хотели разработать модель компартмент-синдрома на небольших животных, чтобы протестировать другие методы лечения.
Мы обнаружили, что когда мы вызывали у молодых крыс повреждение компартмент-синдрома, они заживали очень быстро, и не было времени для тестирования терапии. Это побудило нас изучить старых крыс. Старые крысы, как и пожилые люди, выздоравливают медленнее.
Трейси Крисвелл изучает, как возраст и пол влияют на регенерацию мышц.
Трейси Крисвелл изучает, как возраст и пол влияют на регенерацию мышц.
Все наши тела раньше имели мышцы; мы все произошли из одной клетки.
-Трейси Крисвелл, Университет Уэйк Форест
Почему это?
Скелетные мышцы имеют собственную популяцию стволовых клеток, известных как клетки-сателлиты, которые активируются после травмы. Они дифференцируются в мышечные клетки, чтобы заменить поврежденные мышцы, но также и восстанавливают себя. Это важно для того, чтобы пул стволовых клеток не иссяк. Однако когда мы становимся старше, мы также не пополняем пул стволовых клеток.
Стволовые клетки являются важным аспектом регенерации, но они не единственное, что имеет значение. Если мы введем молодым животным молодые стволовые клетки, животные прекрасно выздоровеют. Если мы поместим стволовые клетки молодых животных более старым животным, они не будут работать так же хорошо. Окружающая среда играет важную роль в том, будет ли терапия эффективной. Я могу поместить здоровые, растущие стволовые клетки в мышцу, но если эта мышца плохо васкуляризирована, жирна или иным образом нездорова, она не будет работать так же хорошо, как если бы я поместил эти стволовые клетки в здоровую, молодую мышцу.
Для регенеративной медицины это означает, что мы должны рассматривать пациента как единое целое.. Для терапии стволовыми клетками мы хотим использовать лучшие клетки, которые только можем найти, но тканевая среда, в которую мы помещаем эти клетки, также должна быть подготовлена к их принятию. Мы не можем ожидать, что клетки будут хорошо расти в неблагоприятных условиях, например, в воспаленной или фиброзной ткани.
Какие виды терапии могут улучшить регенерацию мышц во время старения?
Мы все еще очень далеки от использования терапии стволовыми клетками для лечения скелетных мышц. Есть несколько проблем с этим типом терапии, которые еще не решены. Во-первых, нам нужно большое количество клеток. Трансплантация аутологичных клеток — взятие собственных клеток пациента и возвращение их тому же пациенту — является идеальным сценарием, поскольку организм не отторгает эти клетки. Однако стволовые клетки пациента могут быть недостаточно здоровыми или у пациента может не хватать этих стволовых клеток.
Другой вариант — трансплантация стволовых клеток от одного человека другому. В этом случае пациент должен принимать иммунодепрессанты всю оставшуюся жизнь, чтобы предотвратить отторжение. Однако у нас есть иммунная система по какой-то причине, и эти лекарства могут увеличить риск инфекций и некоторых видов рака.
Я думаю, что чтобы избежать этих проблем, лучше всего выяснить, как заставить тело восстановиться. Все наши тела раньше имели мышцы; мы все произошли из одной клетки. У нас есть программа для изготовления всех наших тканей, но большую часть времени она отключена. Понимание того, как работают эти процессы, могло бы помочь нам научиться выборочно снова включать процесс развития. Например, если у пациента есть разрыв в мышце, но есть хотя бы несколько сателлитных клеток, мы потенциально могли бы заполнить этот пробел гелем, содержащим факторы роста, чтобы привлечь мышечные стволовые клетки и заполнить этот пробел. Мы также могли бы добавить в гель другие факторы роста, чтобы расширить кровеносные сосуды и нервы.
Что вам интересно изучать дальше?
С возрастом я все больше и больше интересовался изучением старения женщин. Теперь это личное! Эстроген, который регулирует наши репродуктивные циклы, также поддерживает работу некоторых других систем нашего тела, включая скелетные мышцы. С. Во время менопаузы, когда яичники перестают вырабатывать эстроген, женщины становятся более восприимчивыми к саркопении или потере скелетных мышц из-за возраста.
Хотя заместительная гормональная терапия может повысить уровень эстрогена, проблема в том, что она не имитирует естественную циклическую регуляцию гормонов, которая происходит перед менопаузой. Мне интересно узнать, сможем ли мы сконструировать эндокринную ткань для восстановления естественного цикла регуляции гормонов в организме, что могло бы помочь сохранить мышечную массу и функции с возрастом женщины.
Я не хочу дожить до 150 лет; не поэтому меня интересуют исследования старения. Однако, когда я становлюсь старше, мне хочется иметь возможность ходить по улице и одеваться самостоятельно. Качество жизни – это то, что действительно имеет значение с возрастом.
Это интервью было сокращено и отредактировано для ясности.
